[发明专利]喷涂机器人的双目立体视觉定位装置及定位方法

摘要

本发明涉及喷涂机器人的双目立体视觉定位装置及采用该定位装置的车身定位方法，定位装置包括两套分别安装在两个喷涂机器人(1)的末端的双目立体视觉系统(2)，双目立体视觉系统(2)包括外壳(8)，外壳(8)内设有两个摄像机(4)和一个视觉光源(5)，视觉光源(5)位于所述两个摄像机(4)的中间，外壳(8)的开口处设置有防护玻璃罩(6)，外壳(8)上还设置有控制防护玻璃罩(6)打开和关闭的微型气缸(7)。本发明实现了汽车生产线上喷涂机器人相对于车身位姿关系的非接触高精度测量。

主权项

1.一种采用喷涂机器人的双目立体视觉定位装置对喷涂系统中的车身(3)进行定位的方法，所述喷涂机器人的双目立体视觉定位装置包括两套分别安装在两个喷涂机器人(1)的末端的双目立体视觉系统(2)，所述双目立体视觉系统(2)包括外壳(8)，所述外壳(8)内设有两个摄像机(4)和一个视觉光源(5)，所述视觉光源(5)位于所述两个摄像机(4)的中间，所述外壳(8)的开口处设置有防护玻璃罩(6)，所述外壳(8)上还设置有控制所述防护玻璃罩(6)打开和关闭的微型气缸(7)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：对两套所述双目立体视觉系统(2)分别进行标定，包括摄像机内参数的标定和外参数的标定，通过摄像机内参数和外参数得到投影矩阵Mij(i＝1，2；j＝1，2)，i表示双目立体视觉系统的序号，j表示双目立体视觉系统中摄像机的序号；S2：对两套所述双目立体视觉系统(2)之间的关系进行标定，设两套双目立体视觉系统之间的关系表示为VL＝TVR，其中VL、VR分别为两套所述双目立体视觉系统的位置，T为两套所述双目立体视觉系统之间的转换关系；S3：在所述车身(3)的一侧找到两个能应用于定位的特征圆孔，在所述车身(3)的另一侧找到能应用于定位的另一个特征圆孔，特征圆孔的直径≥8mm；S4：一台喷涂机器人(1)动作两次，分别对准所述车身(3)一侧的两个特征圆孔，通过图像处理算法得到特征圆孔的图像坐标(Uij，Vij)(i＝1，2；j＝1，2)，i表示该喷涂机器人上的双目立体视觉系统中相机的序号，j表示特征圆孔的序号；同样，另一台喷涂机器人(1)动作一次，对准所述车身(3)另一侧的一个特征圆孔，通过图像处理算法得到特征圆孔的图像坐标(Ui3，Vi3)(i＝1，2)，i表示该喷涂机器人上的双目立体视觉系统中相机的序号；S5：通过所述双目立体视觉系统标定好的投影矩阵，计算出两个特征圆孔在左立体视觉系统下的三维坐标OL1和OL2，记为OL1＝(xl1，yl1，zl1)，OL2＝(xl2，yl2，zl2)，另一个特征圆孔在右立体视觉系统下的三维坐标OR3，记为OR3＝(xr3，yr3，zr3)；S6：利用S2得到的两套双目立体视觉系统之间的关系，将特征圆孔的三维坐标OR3转化到左立体视觉系统下，记为OL3＝(xl3，yl3，zl3)，转化关系为：S7：由三个特征圆孔的三维坐标建立坐标系，建立方法如下：S71：选定特征圆孔OL1为坐标系的原点；S72：O_L1和O_L2形成的向量作为X轴，X轴向量可计算为S73：Z轴向量由O_L1和O_L2形成的向量以及O_L1和O_L3形成的向量通过叉乘得到，计算为S74：Y轴向量通过X向量和Z向量叉乘得到，计算为y＝x×z；S8：S7建立的坐标系的原点表示为车身的位置，坐标系的方向表示为车身的姿态。